(57)【要約】行コンダクタと列コンダクタであって、行コンダクタの経路が列コンダクタの経路と交差するように配置された行コンダクタと列コンダクタ、および各行に関連付けられた信号エミッタであって、各行コンダクタ上に初位相および特定周波数を有する信号を送信するのに適した信号エミッタ、および列コンダクタ上に存在する信号を受信するために各列に関連付けられた受信器、を有する周波数分割変調タッチ検知器が提供される。信号プロセッサは、受信された信号に見られる各送信信号に関する同相成分と直交成分を判定し、および各列上の各送信信号に関して測定値を判定するために、それぞれの同相成分と直交成分に初位相における送信周波数を表すベクトルを投影し、およびそれらの測定値を反映し、したがってタッチを反映するデータを含むヒートマップを生成するのに適している。【選択図】図５
2019523464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料の行と列のマトリックスで構成されたタッチ面との接続のための、周波数分割変調タッチ検知器であって、該周波数分割変調タッチ検知器は：
複数の原信号の固有の信号を送信するのに適した信号エミッタであって、複数の原信号の各々はそれぞれ初位相を有し、および原信号の各々は他の原信号の各々に直交する周波数である、信号エミッタ；
列に存在する列信号を受信するための、列の各々に関連付けられた受信器；および
（ｉ）受信した列信号から、列信号に存在する複数の原信号の各々に関するレベルを表す同相成分および直交成分を判定し；および（ｉｉ）タッチデータを反映するマトリックスを生成するために、対応するそれぞれの位相において各原信号を表すベクトルを、判定された同相成分および直交成分の各ペアにそれぞれ投影するのに適した信号プロセッサ、を含む、周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項２】
信号プロセッサおよび受信器は同じコンポーネントの一部であることを特徴とする、請求項１に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項３】
信号プロセッサおよび受信器は同じコンポーネントの一部ではないことを特徴とする、請求項１に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項４】
複数の原信号のうちの１つの各初位相は、複数の原信号のうちの他の各初位相とは異なることを特徴とする、請求項１に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項５】
複数の原信号のうちの１つの各初位相は、複数の原信号のうちのさらに別の各初位相と同じであることを特徴とする、請求項４に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項６】
複数の原信号のうちの１つの各初位相は、複数の原信号のうちの他の各初位相と同じであることを特徴とする、請求項１に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項７】
周波数分割変調タッチ検知器であって、該周波数分割変調タッチ検知器は：
第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタであって、第１と第２の行コンダクタの経路が列コンダクタの経路と交差するように配置される、第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタ；
第１と第２の信号エミッタであって、第１の行コンダクタ上の第１の位相において第１の周波数を有する第１の信号、および第２の行コンダクタ上の第２の位相において第２の周波数を有する第２の信号を送信するのに適しており、第１と第２の信号の各々が互いに直交している、第１と第２の信号エミッタ；
列コンダクタに存在する信号を受信するために列コンダクタに関連付けられた受信器；
信号プロセッサであって、
受信された信号の第１と第２の周波数の同相成分と直交成分を判定し；
第１の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第１の周波数の同相成分と直交成分に、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルを投影し；
第２の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第２の周波数の同相成分と直交成分に、第２の位相における第２の周波数を表すベクトルを投影し；および、
第１の測定値および第２の測定値を使用してタッチデータを反映するマトリックスを生成する、
のに適した信号プロセッサ、
を含む、周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項８】
信号プロセッサおよび受信器は同じコンポーネントの一部であることを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項９】
信号プロセッサおよび受信器は同じコンポーネントの一部ではないことを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項１０】
第１と第２の測定値の少なくとも１つは動力の測定値であることを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項１１】
第１と第２の測定値の少なくとも１つは振幅の測定値であることを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項１２】
第１と第２の測定値の少なくとも１つは振幅の測定値に比例することを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項１３】
信号プロセッサは１つ以上の信号プロセッサユニットを含み、１つ以上の信号プロセッサユニットの各々は：
受信された信号の第１と第２の周波数の同相成分と直交成分の判定；
第１の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第１の周波数の同相成分と直交成分への、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルの投影；
第２の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第２の周波数の同相成分と直交成分への、第２の位相における第２の周波数を表すベクトルの投影；
第１の測定値および第２の測定値を使用したタッチデータを反映するマトリックスの生成；の少なくとも１つの動作を行うのに適しており、および
１つ以上の信号プロセッサユニットはすべて、動作の全てをまとめて行う、
ことを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項１４】
第１と第２の測定値の少なくとも１つは動力の測定値であることを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項１５】
第１と第２の測定値の少なくとも１つは振幅の測定値であることを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項１６】
第１と第２の測定値の少なくとも１つは振幅の測定値に比例することを特徴とする、請求項７に記載の周波数分割変調タッチ検知器。
【請求項１７】
タッチ検知器であって：
第１の行コンダクタと第１の列コンダクタであって、第１の行コンダクタの経路が第１の列コンダクタの経路と交差するように配置される、第１の行コンダクタと第１の列コンダクタ；
第１の行コンダクタ上の第１の位相において第１の周波数を有する第１の信号を送信するのに適した信号エミッタ；
第１の列コンダクタに存在する信号を受信するために第１の列コンダクタに関連付けられた受信器；
信号プロセッサであって、
第１の列コンダクタ上で受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分の判定；
タッチに関係する測定値を判定するために、第１の列コンダクタ上で受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分への、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルの投影；
に適した信号プロセッサ、
を含むタッチ検知器。
【請求項１８】
タッチに関係する測定値は動力の測定値であることを特徴とする、請求項１７に記載のタッチ検知器。
【請求項１９】
タッチに関係する測定値は振幅の測定値であることを特徴とする、請求項１７に記載のタッチ検知器。
【請求項２０】
タッチに関係する測定値は振幅の測定値に比例することを特徴とする、請求項１７に記載のタッチ検知器。
【請求項２１】
信号プロセッサは１つ以上の信号プロセッサユニットを含み、１つ以上の信号プロセッサユニットの各々は：
受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分の判定；および、
タッチに関係する測定値を判定するために、第１の列コンダクタ上に存在する第１の周波数の同相成分と直交成分への、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルの投影；
の少なくとも１つの動作を行うのに適しており；および、
１つ以上の信号プロセッサユニットはすべて、両方の動作をまとめて行う、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のタッチ検知器。
【請求項２２】
測定値は動力の測定値であることを特徴とする、請求項２１に記載のタッチ検知器。
【請求項２３】
測定値は振幅の測定値であることを特徴とする、請求項２１に記載のタッチ検知器。
【請求項２４】
測定値は振幅の測定値に比例することを特徴とする、請求項２１に記載のタッチ検知器。
【請求項２５】
少なくとも１つの追加の行コンダクタをさらに含み、少なくとも１つの追加の行コンダクタの経路が第１の列コンダクタの経路と交差するように配置されることを特徴とする、請求項１７に記載のタッチ検知器。
【請求項２６】
少なくとも１つの追加の行コンダクタは複数の追加の行コンダクタであり、および複数の追加の行コンダクタの各々は、各々の経路が第１の列コンダクタの経路と交差するように配置されることを特徴とする、請求項２５に記載のタッチ検知器。
【請求項２７】
少なくとも１つの追加の列コンダクタが存在し、少なくとも１つの追加の列コンダクタの経路が、第１の行コンダクタの経路および少なくとも１つの追加の行コンダクタの経路と交差するように配置されることを特徴とする、請求項２５に記載のタッチ検知器。
【請求項２８】
信号エミッタはさらに、それぞれ、少なくとも１つの行コンダクタ上の少なくとも１つの追加の位相における少なくとも１つの追加の周波数を有する少なくとも１つの追加の信号を送信するのに適しており、それにより信号エミッタは複数の固有の直交信号を送信し、固有の直交信号の各々は他の固有の直交信号の各々と直交することを特徴とする、請求項２５に記載のタッチ検知器。
【請求項２９】
少なくとも１つの追加の列コンダクタをさらに含み、少なくとも１つの追加の列コンダクタの経路が第１の行コンダクタの経路と交差するように配置されることを特徴とする、請求項１７に記載のタッチ検知器。
【請求項３０】
受信器は、少なくとも１つの追加の列コンダクタ上に存在する信号を受信するために、少なくとも１つの追加の列コンダクタに関連付けられ、および、
信号プロセッサは：
少なくとも１つの追加の列コンダクタ上で受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分の判定；
タッチに関係する別の測定値を判定するために、少なくとも１つの追加の列コンダクタ上で受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分への、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルの投影；および、
タッチに関係する測定値およびタッチに関係する別の測定値を用いた、タッチデータを反映するマトリックスの生成、
にさらに適している
ことを特徴とする、請求項２９に記載のタッチ検知器。
【請求項３１】
タッチに関係する別の測定値は動力の測定値であることを特徴とする、請求項３０に記載のタッチ検知器。
【請求項３２】
タッチに関係する別の測定値は振幅の測定値であることを特徴とする、請求項３０に記載のタッチ検知器。
【請求項３３】
タッチに関係する別の測定値は振幅の測定値に比例することを特徴とする、請求項３０に記載のタッチ検知器。
【請求項３４】
少なくとも１つの追加の列コンダクタは複数の追加の列コンダクタであり、および複数の追加の列コンダクタの各々は、各々の経路が第１の行コンダクタの経路と交差するように配置されることを特徴とする、請求項２９に記載のタッチ検知器。
【請求項３５】
少なくとも１つの追加の行コンダクタをさらに含み、少なくとも１つの追加の行コンダクタの経路が、第１の列コンダクタの経路および少なくとも１つの追加の列コンダクタの経路と交差するように配置されることを特徴とする、請求項２９に記載のタッチ検知器。
【請求項３６】
信号エミッタはさらに、それぞれ、少なくとも１つの行コンダクタ上の少なくとも１つの追加の位相における少なくとも１つの追加の周波数を有する少なくとも１つの追加の信号を送信するのに適しており、それにより信号エミッタは複数の固有の直交信号を送信し、固有の直交信号の各々は他の固有の直交信号の各々と直交することを特徴とする、請求項３５に記載のタッチ検知器。
【請求項３７】
受信器はさらに、少なくとも１つの追加の列コンダクタ上に存在する信号を受信するために、少なくとも１つの追加の列コンダクタに関連付けられ、
および信号プロセッサは：
受信された信号の少なくとも１つの追加の周波数の各々の同相成分と直交成分の判定；
少なくとも１つの追加の第１の列測定値を判定するために、第１の列コンダクタの各々に存在する少なくとも１つの追加の周波数の各々の同相成分および直交成分への、少なくとも１つの追加の位相における少なくとも１つの追加の周波数の各々を表すベクトルの投影；および
追加の列測定値の第１の周波数を判定するために、少なくとも１つの追加の列コンダクタの各々に存在する第１の周波数の同相成分と直交成分への、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルの投影；および
追加の測定値を判定するために、少なくとも１つの追加の列コンダクタに存在する少なくとも１つの追加の周波数の各々の同相成分および直交成分への、少なくとも１つの追加の位相のそれぞれにおける少なくとも１つの追加の周波数の各々を表すベクトルの投影；および
タッチに関係する測定値、追加の第１の列測定値、追加の列測定値、および追加の測定値を用いた、タッチデータを反映するマトリックスの生成、
に適している、
ことを特徴とする、請求項３６に記載のタッチ検知器。
【請求項３８】
追加の第１の列測定値、追加の列測定値、および追加の測定値の少なくとも１つは、動力の測定値であることを特徴とする、請求項３７に記載のタッチ検知器。
【請求項３９】
追加の第１の列測定値、追加の列測定値、および追加の測定値の少なくとも１つは、振幅の測定値であることを特徴とする、請求項３７に記載のタッチ検知器。
【請求項４０】
追加の第１の列測定値、追加の列測定値、および追加の測定値の少なくとも１つは、振幅の測定値に比例することを特徴とする、請求項３７に記載のタッチ検知器。
【請求項４１】
タッチ検知器上のタッチ情報を検知するための方法であって、該タッチ検知器は、第１と第２の行コンダクタおよび少なくとも１つの列コンダクタを含み、第１と第２の行コンダクタの経路が列コンダクタの経路に交差するように配置され、該タッチ検知器は、少なくとも１つの列コンダクタ、および少なくとも１つの信号プロセッサに関連付けられた受信機をさらに含み、該方法は：
第１と第２の信号をそれぞれ第１と第２の行コンダクタ上に送信する工程であって、第１の信号は第１の周波数および第１の位相にあり、および第２の信号は第２の周波数および第２の位相にあり、第１と第２の周波数は互いに直交する、工程；
列コンダクタに存在する信号を受信する工程；
受信された信号に存在する信号の同相成分と直交成分を判定する工程；
第１の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第１の周波数の同相成分と直交成分に、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルを投影する工程；
第２の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第２の周波数の同相成分と直交成分に、第２の位相における第２の周波数を表すベクトルを投影する工程；および、
第１と第２の信号からの検知されたタッチ情報を反映するマトリックスを生成する工程、
を含む方法。
【請求項４２】
タッチを判定するためにマトリックスを使用する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
タッチを検知するために連続的なマトリックスを使用する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
タッチ検知器上のタッチ事象を検知するための方法であって、該タッチ検知器は、第１と第２の行コンダクタ、少なくとも１つの列コンダクタを含み、第１と第２の行コンダクタの経路が列コンダクタの経路に交差するように配置され、該タッチ検知器は、少なくとも１つの列コンダクタ、および少なくとも１つの信号プロセッサに関連付けられた受信器をさらに含み、該方法は：
第１と第２の信号をそれぞれ第１と第２の行コンダクタ上に送信する工程であって、第１の信号は第１の周波数および第１の位相にあり、および第２の信号は第２の周波数および第２の位相にあり、第１と第２の周波数は互いに直交する、工程；
列コンダクタに存在する信号を受信する工程；
受信された信号に存在する第１と第２の信号の各々の量の変化を判定する工程；および
受信された信号に存在する第１と第２の信号の少なくとも１つの量の変化に基づいてタッチ事象を特定する工程、
を含む方法。
【請求項４５】
受信された信号に存在する第１と第２の信号の各々の量の変化を判定する工程は：
最初に受信された信号の第１と第２の周波数の同相成分と直交成分の判定；
第１の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第１の周波数の同相成分と直交成分への、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルの投影；
第２の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第２の周波数の同相成分と直交成分への、第２の位相における第２の周波数を表すベクトルの投影；
２回目に受信された信号の第１と第２の周波数の同相成分と直交成分の判定；
第３の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第１の周波数の同相成分と直交成分への、第１の位相における第１の周波数を表すベクトルの投影；
第４の測定値を判定するために、列コンダクタ上に存在する第２の周波数の同相成分と直交成分への、第２の位相における第２の周波数を表すベクトルの投影；および、
第１と第３の測定値および第２と第４の測定値の比較、
を含むことを特徴とする、請求項３８に記載の方法。
【請求項４６】
第１、第２、第３、および第４の測定値の少なくとも１つは、動力の測定値であることを特徴とする、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
第１、第２、第３、および第４の測定値の少なくとも１つは、振幅の測定値であることを特徴とする、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
第１、第２、第３、および第４の測定値の少なくとも１つは、振幅の測定値に比例することを特徴とする、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
タッチ検知器であって：
第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタであって、第１と第２の行コンダクタの経路が列コンダクタの経路と交差するように配置される、第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタ；
それぞれ第１と第２の行コンダクタ上の第１と第２の信号の１つを同時に送信するのにそれぞれ適した第１と第２の信号エミッタ；
互いに直交しない２つの信号の各々であって、位相と振幅の群から選択されたものにおいて第１の信号は第２の信号とは異なる、２つの信号の各々；
列コンダクタに存在する信号を受信するために列コンダクタに関連付けられた受信器；
信号プロセッサであって、
受信された信号における第１と第２の信号の組み合わせの同相成分と直交成分の判定；
測定値を判定するために、第１の信号または第２の信号の少なくとも１つへの、判定された同相成分および直交成分を表すベクトルの投影；および、
測定値を用いたタッチを反映するヒートマップの生成、
に適した信号プロセッサ、
を含むことを特徴とするタッチ検知器。
【請求項５０】
第１と第２の信号エミッタは、第１と第２の行コンダクタの各々上に、第１と第２の信号と合わせて他の信号を送信することを特徴とする、請求項４９に記載のタッチ検知器。
【請求項５１】
少なくとも１つの追加の行コンダクタが存在し、少なくとも１つの追加の行コンダクタの経路が列コンダクタの経路と交差するように配置されること特徴とする、請求項４９に記載のタッチ検知器。
【請求項５２】
第１と第２の行コンダクタの経路に交差するように配置された少なくとも１つの追加の列コンダクタが存在することを特徴とする、請求項４９に記載のタッチ検知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示されるシステムおよび方法は、概してユーザー入力の分野に関し、およびとりわけ周波数分割変調タッチシステムにおける改良された信号検知に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
本開示の前述およびその他の物体、特徴、および利点は、添付の図面で例示される実施形態の以下の特定の記載から明白になるであろう。図中、参照文字は図面全体にわたって同一の部品を指す。図面は必ずしも正確な縮尺ではなく、その代わりに、開示された実施形態の原理を概説することに重点が置かれている。
【図１】低レイテンシのタッチセンサー装置の実施形態を例示するハイレベルブロック図を提供する。
【図２】フィールド平坦化の手順を示すブロック図を示す。
【図３】同相表現と直交表現、および振幅表現と位相表現の関係を示す。
【図４】雑音と干渉
【０００３】
【数１】
2019523464.tif 000003
によって損なわれた信号
【０００４】
【数２】
2019523464.tif 000004
を示す。
【図５】全雑音が、損なわれていない信号に対して平行かつ垂直の成分に分割されることを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本出願は、以下に開示される高速マルチタッチセンサーおよび他のインターフェースなどのユーザーインターフェースに関する：米国特許出願第１４／０４６，８１９号、２０１３年１０月４日出願、「Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｐｕｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ」；米国特許出願第１３／８４１，４３６号、２０１３年３月１５日出願、「Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ」；米国特許出願第６１／７９８，９４８号、２０１３年３月１５日出願、「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｓｔｙｌｕｓ」；米国特許出願第６１／７９９，０３５号、２０１３年３月１５日出願、「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｗｉｔｈ  Ｕｓｅｒ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」；米国特許出願第６１／７９８，８２８号、２０１３年３月１５日出願、「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ」；米国特許出願第６１／７９８，７０８号、２０１３年３月１５日出願、「Ａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｔｙｌｕｓ」；米国特許出願第６１／７１０，２５６号、２０１２年１０月５日出願、「Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｐｕｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ」；米国特許出願第６１／８４５，８９２号、２０１３年７月１２日出願、「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｓｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」；米国特許出願第６１／８４５，８７９号、２０１３年７月１２日出願、「Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｗｉｔｈ  Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｅｈａｖｉｏｒ」；米国特許出願第６１／８７９，２４５号、２０１３年９月１８日出願、「Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｔｏ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｐｕｔ  Ｕｓｉｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ａｂｏｕｔ  Ｓｔａｔｅ  Ｃｈａｎｇｅｓ  Ａｎｄ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｐｕｔ」；米国特許出願第６１／８８０，８８７号、２０１３年９月２１日出願、「Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｔｏ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｐｕｔ  Ｕｓｉｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ａｂｏｕｔ  Ｓｔａｔｅ  Ｃｈａｎｇｅｓ  Ａｎｄ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｐｕｔ」；米国特許出願第１４／０４６，８２３号、２０１３年１０月４日出願、「Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｐｕｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ」；米国特許出願第１４／０６９，６０９号、２０１３年１１月１日出願、「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｓｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」；および米国特許出願第６１／８８７，６１５号、２０１３年１０月７日出願、「Ｔｏｕｃｈ  Ａｎｄ  Ｓｔｙｌｕｓ  Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」。これらの出願の全ての開示が、引用によって本明細書に組み込まれる。
【０００６】
本開示の全体にわたり、用語「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」、「タッチ（ｔｏｕｃｈｅｓ）」、「接触（ｃｏｎｔａｃｔ）」、「接触（ｃｏｎｔａｃｔｓ）」、または他の記述語は、ユーザーの指、スタイラス、物体、または身体部分が、センサーによって検知される事象または期間について記載するために使用され得る。いくつかの実施形態では、ユーザーが、センサーまたはセンサーの埋め込まれた装置と物理的に接触した時にのみ、このような検知が起こる。他の実施形態では、センサーは、タッチ面の上を距離をおいてうろつく、またはそうでなければタッチセンシティブ装置から引き離されている、「タッチ」または「接触」の検知を可能にされ得る。したがって、感知される物理的接触への依存を示唆する本説明内の言葉の使用は、記載された技術がそれらの実施形態にのみ適用されることを意味すると解釈されるべきではなく；実際に、本明細書に記載されるものの全てではないが、ほぼ全てが、「タッチ」および「うろつく（ｈｏｖｅｒ）」センサーに等しく適用されるだろう。より一般的には、本明細書において使用されるように、用語「タッチ」は、本明細書に記載される種類のセンサーによって検知可能な行為を指し、したがって本明細書で使用されるように、用語「うろつく（ｈｏｖｅｒ）」は、本明細書で意図される「タッチ」の意味において「タッチ」の１種である。他のタイプのセンサーを本明細書に開示される実施形態に関連して利用することができ、カメラ、近接センサー、光センサー、ターンレートセンサー、ジャイロスコープ、磁力計、熱センサー、圧力センサー、力覚センサー、静電容量タッチセンサー、パワーマネジメント集積回路の読み取り、キーボード、マウス、運動センサーなどが含まれる。
【０００７】
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、静電容量タッチセンサー、とりわけ限定されないが周波数分割多重化（ＦＤＭ）、符号分割多重化（ＣＤＭ）、またはＦＤＭ法とＣＤＭ法の両方を組み合わせたハイブリッド変調技術などの直交信号に基づく多重化方式を利用する静電容量タッチセンサーを、設計、製造および使用するシステムと方法を提供する。本明細書における周波数への言及は、他の直交信号ベースも指し得る。そのため、本出願は、出願人の先の米国特許出願第１３／８４１，４３６号、２０１３年３月１５日出願の「Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ」および米国特許出願第１４／０６９，６０９号、２０１３年１１月１日出願の「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｓｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」を参照により組み込む。これらの出願は、本開示のセンサーと関連して使用されてもよい静電容量式ＦＤＭ、ＣＤＭ、またはＦＤＭ／ＣＤＭのハイブリッドタッチセンサーを熟慮する。そのようなセンサーにおいて、行からの信号が列に結合（増大）される、または列から分断（低減）される時に、タッチが感知される。
【０００８】
本開示は最初に、設計、製造および使用のための本発明のシステムと方法を適用可能な高速マルチタッチセンサーの操作について記載する。次に、本開示の周波数分割変調タッチシステムおよび方法の詳細がさらに、「信号検知」という見出しで以下に記載される。
【０００９】
本明細書において使用されるように、「タッチ事象」という句、および名詞として使用される場合の単語「タッチ」は、ニアタッチ（ｎｅａｒ  ｔｏｕｃｈ）、ニアタッチ事象、またはセンサーを使用して特定することができる他のジェスチャーを含む。一実施形態によれば、タッチ事象は検知および処理され、そして例えば１０ミリ秒以下、または１ミリ秒以下のように非常に低いレイテンシの下流（ダウンストリーム）計算プロセスに供給されてもよい。
【００１０】
一実施形態では、開示される高速マルチタッチセンサーは、タッチ事象の高い更新率と低レイテンシの測定値に関して増強された投影型の静電容量方式を活用する。本技術は、上記利点を得るために、並列ハードウェアおよびより高い周波数波形を使用することができる。さらに、感度のよい強力な測定を行なうための方法が開示され、該方法は、透明なディスプレイ表面上で使用されてもよく、および本技術を使用する製品の安価な製造を可能にし得る。この点に関し、本明細書において使用される「静電容量物」は、指、人体の他の部分、スタイラス、またはセンサーで感知可能な任意の物体であり得る。本明細書において開示されるセンサーと方法は、静電容量に依存する必要はない。例えば光学センサーに関して、そのような実施形態は、タッチ事象を感知するためにフォトントンネリングと光漏出を利用し、および本明細書で使用される「静電容量物」にはそのような感知に適合したスタイラスまたは指などの任意の物体が含まれる。同様に、本明細書で使用される「タッチ位置」および「タッチセンシティブ装置」は、静電容量物と開示されるセンサーとの間のタッチによる実際の接触を必要としない。
【００１１】
図１は、一実施形態に係る高速マルチタッチセンサー（１００）の特定の原理を例示する。参照番号（２００）では、異なる信号が面の行の各々に送信される。信号は、「直交」（すなわち互いに分離可能および区別可能）となるように設計される。参照番号（３００）では、受信器が各列に付けられる。受信器は、他の信号および／または雑音の有無に関わらず、送信された信号のいずれか、またはそれらの任意の組み合わせを受信するように設計され、および例えばその列に存在する直交の送信信号の各々に関して個別に測定値を判定するように設計される。センサーのタッチ面（４００）は、一連の行と列（全て図示せず）を含み、直交信号はそれに沿って伝搬することができる。一実施形態では、行と列がタッチ事象に供されない場合には、より少量または微量の信号がそれらの間で結合され、タッチ事象に供される場合には、より多量または微量ではない信号がそれらの間で結合されるように、行と列は設計される。一実施形態では、その逆も可能であり、すなわち信号の量が少なければタッチ事象を表わし、信号の量が多ければタッチの欠如を表わす。タッチセンサーは、結合における変化によってタッチを最終的に検知するので、特定の実施形態には明白であろう理由を除いて、タッチ関連の結合が列上に存在する行信号の量の増加または列上に存在する行信号の量の減少を引き起こすかどうかは特に重要ではない。上記で論じられたように、タッチまたはタッチ事象は、物理的なタッチではなく、むしろ結合された信号のレベルに影響を及ぼす事象を要求する。
【００１２】
図１を引き続き参照すると、一実施形態では、概して、行と列の両方に近接するタッチ事象の静電容量式の結果は、行に存在し列に結合されることになる信号の量における無視できない変化を引き起こし得る。より一般的には、タッチ事象は、列上で受信された信号を生じさせ、したがってそれに対応する。行上の信号が直交であるがゆえに、多数の行信号が列に結合され、および受信器によって区別され得る。同様に、各行上の信号は多数の列に結合され得る。所与の行に結合された各列に関して（および結合が列上に存在する行信号の増加または減少を引き起こすかどうかに関わらず）、列上で見られる信号は、どの行がその列と同時にタッチされているかを示す情報を含む。受信される各信号の量は、一般に対応する信号を運ぶ列と行の間の結合の量に関連し、したがってタッチする物体から面までの距離、タッチによって覆われるタッチ面の領域、および／またはタッチの圧力を示し得る。
【００１３】
行と列が同時にタッチされた時、行上に存在するいくつかの信号は、対応する列内へと結合する（結合は列上の行信号の増加または減少を引き起こし得る）。（上記で論じたように、用語「タッチ」または「タッチした」は、実際の物理的接触ではなく、むしろ相対的な接近を要求する。）実際に、タッチデバイスの様々な実装では、行および／または列と、指または他のタッチ物体との間に保護障壁が存在し得るため、行および／または列との物理的接触は起こりそうもない。さらに、一般に、行および列自体は互いに接触しておらず、むしろそれらの間である量の信号が結合され得るように近接して配置され、およびその量はタッチで（正または負に）変化する。通常、行と列の結合は、それらの間の実際の接触によるものではなく、指または他のタッチ物体からの実際の接触によるものでもなく、むしろ指（または他の物体）を接近させることによる静電容量の効果によるものであり、静電容量の効果をもたらす接近は、タッチとして本明細書で言及される。
【００１４】
行と列の性質は恣意的であり、および特定の配向に関連性はない。実際、用語「行」と「列」は、四方格子よりもむしろ、信号が送信される１組の導体（行）、および信号が結合され得る１組の導体（列）を指すように意図される。（信号が行上で送信され、および列自体の上で受信される概念は恣意的であり、信号は容易に、恣意的に列と名づけられた導体上で送信され、および恣意的に行と名づけられた導体上で受信され得、または双方ともに恣意的に他の何らかの命名をされてもよい。）さらに、行と列が格子状である必要はない。タッチ事象が「行」の一部および「列」の一部にタッチし、および結合のいくつかの形態をもたらす限り、他の形状も可能である。例えば、「行」は同心円にあり、および「列」は中心から外へと放射するスポーク（ｓｐｏｋｅｓ）であり得る。および「行」と「列」はいずれも幾何学的または空間的なパターンに従う必要はなく、したがって例えば、キーボード上のキーは恣意的に結合されて行と列を形成し得る（それらの相対的な位置との関連に関わらない）。さらに、信号の伝搬チャネルが２種類のみである必要はない：行と列の代わりに、一実施形態では、チャネル「Ａ」と「Ｂ」と「Ｃ」が提供されてもよく、ここで「Ａ」に送信される信号は「Ｂ」と「Ｃ」で受信され、または一実施形態では「Ａ」と「Ｂ」に送信される信号は「Ｃ」で受信され得る。信号の伝搬チャネルは、時には送信を支持し、および時には受信を支持するように、機能を交互に行うことも可能である。送信される信号が直交であり、したがって受信される信号と分離可能である場合、信号の伝播チャネルは送信器と受信器を同時に支持することができることが、さらに熟慮される。「行」と「列」ではなく、３種類以上のアンテナ導体を使用してもよい。多くの代替的な実施形態が可能であり、および本開示を考慮した後に当業者に明白となるだろう。
【００１５】
上記のように、一実施形態では、タッチ面（４００）は、一連の行と列で構成され、信号はそれらに沿って伝搬し得る。上記で論じられたように、行と列は、タッチされていない時には、ある量の信号がそれらの間で結合され、タッチされている時には、別の量の信号がそれらの間で結合されるように設計される。それらの間で結合された信号における変化は、概してタッチに比例または反比例し得（しかし必ずしも線形比例しない）、その結果、タッチははい／いいえで答える問題ではなく、段階的に変化し、より強いタッチ（つまり、より近いまたはよりしっかりとした）とより弱いタッチ（つまり、より遠いまたはより優しい）の区別、およびタッチなしの区別さえも可能にする。さらに、異なる信号が行の各々に送信される。一実施形態では、これらの異なる信号の各々は、互いに直交している（すなわち、分離可能および区別可能である）。行と列が同時にタッチされると、行上に存在する信号が結合され（正または負）、多かれ少なかれ対応する列に現われる。列上に結合される信号の量は、タッチの接近性、圧力または領域に関連する場合もある。
【００１６】
受信器（３００）が各列に付けられる。受信器は、直交信号、または直交信号の恣意的な組み合わせ、および存在する雑音または他の信号のいずれかを含む、列上に存在する信号を受信するように設計される。概して、受信器は、列上に存在する信号のフレームを受信し、および信号を提供する列を特定するように設計される。一実施形態では、受信器（または受信器のデータに関連付けられた信号プロセッサ）は、信号のフレームが捕捉された時間の間にその列上に存在する直交の送信信号各々の量に関連付けられた測定値を判定し得る。このように、各列とタッチする行の特定に加えて、受信器は、タッチに関する付加的な（例えば、質的な）情報を提供することができる。概して、タッチ事象は、列上の受信信号に対応し得る（または逆に対応し得る）。各列について、そこで受信された異なる信号は、どの対応する行がその列と近位でタッチしたのかを示す。一実施形態では、対応する行と列の間に結合される量は、例えば、タッチによって覆われたタッチ面の領域、タッチの圧力などを示し得る。一実施形態では、対応する行と列の間の経時的な結合における変化は、２者の交点におけるタッチの変化を示す。
【００１７】
＜単純なシヌソイドの実施形態＞
一実施形態では、行上に送信される直交信号は、未変調のシヌソイドであってもよく、その各々が異なる周波数を有しており、該周波数は、受信器において互いに区別され得るように選択される。一実施形態では、周波数は、受信器において互いに容易に区別され得るように、それらの間に十分な間隔を設けるように選択される。一実施形態では、周波数は、選択された周波数間に単純な調波関係が存在しないように選択される。単純な調波関係の欠如は、１つの信号に別の信号を模倣させ得る非線形のアーチファクト（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ  ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を軽減し得る。
【００１８】
通常、隣接する周波数間の間隔が一定であり、および最も高い周波数が最も低い周波数の２倍未満である周波数「コム」は、周波数間の間隔であるΔｆが測定期間τの少なくとも逆数である場合に、これらの基準を満たすことになる。例えば、どの行の信号が１ミリ秒（τ）につき１回存在するかを判定するために、（例えば、列からの）信号の組み合わせを測定することが好ましい場合、周波数間隔（Δｆ）は１キロヘルツより高くなければならない（すなわち、Δｆ＞１／τ）。この計算に従い、例えば１０の行しかない場合では、以下の周波数を使用することが可能である：
【００１９】
【表１】
2019523464.tif 000005
【００２０】
強固な設計を可能にするために、周波数間隔はこの最小値よりも実質的に大きい場合があることが、当業者に明白となるであろう。一例として、０．５ｃｍの行／列の間隔を有する２０ｃｍ×２０ｃｍのタッチ面は、４０の行と４０の列を必要とし、および４０の異なる周波数でシヌソイドを必要とする。１ミリ秒当たり１回の分析速度が１ｋＨｚの間隔のみを必要とする一方で、恣意的に大きな間隔がより強固な実装のために利用される。一実施形態では、恣意的に大きな間隔は、最高周波数が最低周波数の２倍より大きくなるべきではない（すなわち、ｆｍａｘ＜２（ｆｍｉｎ））という制約にさらされる。したがって、典型的な実施形態では、５ＭＨｚに設定された最低周波数を有する１００ｋＨｚの周波数間隔が使用されてもよく、５．０ＭＨｚ、５．１ＭＨｚ、５．２ＭＨｚなどの最大８．９ＭＨｚまでの周波数リストが得られる。
【００２１】
一実施形態では、リスト上のシヌソイドの各々は、信号発生器によって生成され、および信号エミッタまたは送信器によって別々の行上に送信されてもよい。一実施形態では、シヌソイドはあらかじめ生成されてもよい。同時にタッチされている行と列を特定するために、受信器は、列に存在する信号を受信し、および信号プロセッサは、もしあるとすればリスト上にどの周波数が現れるかを判定するために信号を分析する。一実施形態では、この特定は、周波数分析技術（例えば、フーリエ変換）により、またはフィルタバンクの使用により支持され得る。一実施形態では、受信器は列信号のフレームを受信し、フレームはＦＦＴによって処理され、したがって各周波数に関して測定値が判定される。一実施形態では、ＦＦＴは、各フレームに対して、各周波数に対する同相および直交の測定値を提供する。
【００２２】
一実施形態では、各列の信号から、受信器／信号プロセッサは、その列上の信号に見られた周波数のリストからの各周波数に対する値（および一実施形態では同相および直交の値）を判定することができる。一実施形態では、周波数に対応する値が、いくらかの閾値より大きいかまたは小さい場合に、または先の値から変化する場合に、その周波数に対応する列と行の間のタッチ事象を特定するためにその情報が使用される。一実施形態では、行／列の交点からのタッチの距離、タッチ物体の大きさ、物体が押し下げる圧力、タッチされている行／列の交点の部分等、を含む様々な物理的現象に対応し得る信号強度の情報が、タッチ事象の領域を局在化する助けとして使用されてもよい。一実施形態では、判定された値は、タッチの自己決定の値ではなく、むしろタッチ事象を判定するために他の値と共にさらに処理される。
【００２３】
一旦、直交周波数の各々に対する値が、少なくとも２つの周波数（行に対応する）または少なくとも２つの列に対して判定されると、二次元マップを作成することができ、その値は、その行／列の交点でのマップの値として、またはそれに比例／反比例するものとして使用される。一実施形態では、信号の強度は、各列上の各周波数ごとに計算される。一旦、信号強度が計算されると、二次元マップが作成され得る。一実施形態では、信号強度は、その行／列の交点におけるマップの値である。一実施形態では、タッチ面またはタッチ領域に関するマップを作るために、タッチ面上の複数の行／列の交点に対して値が判定される。一実施形態では、タッチ面またはタッチ領域に関するマップを作るために、タッチ面上の、またはタッチ面の領域にある、あらゆる行／列の交点に対して値が判定される。一実施形態では、異なる周波数におけるタッチ面の物理的相違により、信号値は与えられたタッチに対して標準化される、または較正される。同様に、一実施形態では、タッチ面にわたるまたは交点間にある物理的相違により、信号値は与えられたタッチに対して標準化される、または較正される。
【００２４】
一実施形態では、タッチ事象は、値の情報から作られたマップを用いて特定され、したがって隣接する行／列の交点の値の変化が考慮される。一実施形態では、二次元マップのデータは、タッチ事象をより良く特定、判定、または分離するために閾値処理（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｅｄ）されてもよい。一実施形態では、二次元マップのデータは、面をタッチする物体の形状や配向などに関する情報を推測するために使用されてもよい。
【００２５】
一実施形態では、本明細書に記載されるそのような解析とタッチ処理は、タッチセンサーの分散型タッチ制御装置で行ってもよい。別の実施形態では、そのような解析およびタッチ処理は、限定されないが、１つ以上のＡＳＩＣ、ＭＣＵ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＳｏＣ、ＤＳＰまたは専用回線などの、他のコンピュータシステムコンポーネントで実行されてもよい。本明細書で使用される用語「ハードウェアプロセッサ」は、上記のデバイスのいずれか、または計算機能を実行する他のデバイス（既知の、または以下で開発される）を意味する。
【００２６】
行に送信される信号の議論に戻ると、シヌソイドは、上述の構成において使用され得る唯一の直交信号ではない。実際、上記で論じられるように、互いに判別され得る１組の信号が機能することになる。それにも関わらず、シヌソイドは、より単純な工学技術と、この技術を使用するデバイスのよりコスト効率の良い製造とを、可能にし得るいくつかの有利な特性を有し得る。例えば、シヌソイドは、（定義により）非常に狭い周波数プロファイルを有しており、およびＤＣの付近で低周波数に下がる（ｅｘｔｅｎｄ  ｄｏｗｎ）必要はない。さらに、シヌソイドは、１／ｆの雑音による影響を比較的受けず、雑音は、より低い周波数にまで広がるより広域な信号に影響を及ぼし得る。
【００２７】
一実施形態では、シヌソイドはフィルタバンクによって検知され得る。一実施形態では、シヌソイドは周波数分析技術（例えばフーリエ変換／高速フーリエ変換）によって検知され得る。周波数分析技術は比較的効率のよい方法で実施されてもよく、および優れたダイナミックレンジ特性を持つ傾向があり、多数の同時のシヌソイド間で検知および判別を行うことが可能となる。広範囲の信号処理期間において、受信器の複数のシヌソイドの復号は、周波数分割多重化の形態として考慮され得る。一実施形態では、時分割および符号分割多重化などの他の変調技術も使用され得る。時分割多重化は、優れたダイナミックレンジ特性を持つが、典型的には、タッチ面への送信（または、そこからの受信信号の分析）に限られた時間を費やすことが要求される。符号分割多重化は、周波数分割多重化と同じ同時の性質を持つが、ダイナミックレンジの問題に遭遇する場合もあり、および複数の同時信号の間で容易に判別されない場合もある。
【００２８】
米国特許出願第１３／８４１，４３６号、「Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ」に開示されるように、変調されたシヌソイドは、上記の単純なシヌソイドの実施形態の代わりに、およびその改良として、使用されてもよい。この出願の全開示が、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２９】
前述の技術を使用するタッチ面は、他の方法と比較して、シヌソイドの生成および検知にかかるコストが比較的高い場合がある。以下で、よりコスト効率が良く、および／または大量生産により適した、シヌソイドの生成および検知の方法を論じる。
【００３０】
＜シヌソイド検知＞
一実施形態では、シヌソイドは、フーリエ変換検知スキームを備えた完全な無線受信器を使用して、受信器で検知され得る。そのような検知は、高速ＲＦ波形をデジタル化し、その後にデジタル信号処理を行なうことを必要とし得る。別々のデジタル化および信号処理が、面の全ての列に対して実施されてもよく、これにより信号プロセッサは、どの行の信号がその列とタッチしているかを発見することが可能となる。上述の例において、タッチ面に４０の行と４０の列がある場合、この信号チェーンの４０のコピーが必要となる。今日、デジタル化およびデジタル信号処理は、ハードウェア、コスト、および動力の点で、比較的高価な作業である。シヌソイドを検知するよりコスト効率の良い方法、特に、容易に再現可能であり、および動力をほとんど必要としない方法を利用するのが有用である。
【００３１】
一実施形態では、シヌソイドはフィルタバンクを使用して検知されてもよい。フィルタバンクは、入力信号をとらえ、および各フィルタに関連した周波数成分に分割することができる、バンドパスフィルタのアレイを含む。離散フーリエ変換（ＤＦＴ、ＦＦＴはその効率的な実装である）は、周波数分析に使用され得る、均一に間隔を置いたバンドパスフィルタを備えたフィルタバンクの形態である。ＤＦＴはデジタルで実施されてもよいが、デジタル化工程は高価な場合がある。パッシブＬＣ（インダクタおよびキャパシタ）またはＲＣアクティブフィルタなどの個々のフィルタから、フィルタバンクを実装することが可能である。インダクタはＶＬＳＩプロセスでうまく実施するのが難しく、離散インダクタは大きくて高額であり、したがってフィルタバンクにインダクタを使用することはコスト効率が良くないだろう。
【００３２】
より低い周波数（約１０ＭＨｚ、およびそれ未満）では、ＶＬＳＩ上にＲＣアクティブフィルタのバンクを作ることが可能である。そのようなアクティブフィルタはうまく働くが、多くのダイスペース（ｄｉｅ  ｓｐａｃｅ）を占め、および所望されるよりも多くの動力を必要とし得る。
【００３３】
より高い周波数では、表面超音波（ＳＡＷ）フィルタ技術によりフィルタバンクを作ることが可能である。これにより、ほぼ恣意的なＦＩＲフィルタの幾何学的形状が可能となる。ＳＡＷフィルタ技術は、直線の（ｓｔｒａｉｇｈｔ）ＣＭＯＳ  ＶＬＳＩよりも高価な圧電材料を必要とする。さらに、ＳＡＷフィルタ技術は、単一のパッケージへと十分に多くのフィルタを統合し、それにより製造原価を上げるほど十分な同時のタップを可能にしない場合もある。
【００３４】
一実施形態では、シヌソイドは、ＦＦＴ様の「バタフライ」トポロジー（“ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ”  ｔｏｐｏｌｏｇｙ）を利用する標準ＣＭＯＳ  ＶＬＳＩプロセス上で、スイッチドキャパシタ技術により実装されるアナログフィルタバンクを使用して検知されてもよい。そのような実施に必要なダイ領域は典型的にチャネルの数の二乗の関数であり、これは、同じ技術を使用する６４チャネルのフィルタバンクが、１０２４チャネルのバージョンのダイ領域の１／２５６のみを必要とすることを意味する。一実施形態では、低レイテンシのタッチセンサーのための完全な受信システムは、フィルタバンクおよび適切な増幅器、スイッチ、エネルギー検知器などの適切なセットを含む、複数のＶＬＳＩダイに実装される。一実施形態では、低レイテンシのタッチセンサーのための完全な受信システムは、フィルタバンクおよび適切な増幅器、スイッチ、エネルギー検知器などの適切なセットを含む、単一のＶＬＳＩダイに実装される。一実施形態では、低レイテンシのタッチセンサーのための完全な受信システムは、ｎチャネルのフィルタバンクのｎ個のインスタンスを含み、および適切な増幅器、スイッチ、エネルギー検知器などのための空間を残しながら、単一のＶＬＳＩダイに実装される。
【００３５】
＜シヌソイド生成＞
低レイテンシのタッチセンサーにおける送信信号（例えばシヌソイド）の生成は通常、検知よりも複雑ではなく、それは主として、各行が１つの信号（または少数の信号）の生成を必要とする一方で、列の受信器は多くの信号を検知および区別しなければならないからである。一実施形態では、シヌソイドは、一連の位相ロックループ（ＰＬＬ）により生成され得、その各々は共通の基準周波数に異なる倍数を掛け合わせる。
【００３６】
一実施形態では、低レイテンシのタッチセンサーの設計は、送信されたシヌソイドが非常に高品質であることを要求しないが、むしろ、より多くの位相雑音、周波数変動（時間や温度等にわたる）、高調波歪、および通常はラジオ回路において可能または望ましい他の欠点を有する、送信されたシヌソイドを収容し得る。一実施形態では、多数の周波数をデジタル手段によって生成し、その後、比較的粗いデジタル／アナログ変換プロセスを使用してもよい。上記で論じられるように、一実施形態では、生成された行の周波数は、互いに単純な調和関係を有しておらず、生成プロセスにおける非直線性が、そのセットにおける１つの信号による偽信号または他の信号の模倣をもたらすべきではない。
【００３７】
一実施形態では、周波数コムは、フィルタバンクによってフィルタ処理される狭いパルスの列を持つことにより生成され、フィルタバンク中の各フィルタは、行への送信のために信号を出力する。周波数「コム」は、受信器によって使用され得るフィルタバンクと同一のフィルタバンクによって作られる。一例として、一実施形態では、１００ｋＨｚの速度で反復される１０ナノ秒のパルスが、５ＭＨｚで始まる周波数成分のコムを分離するように設計されるフィルタバンクに通されて、そして１００ｋＨｚで分離される。定義されるようなパルス列は、１００ｋＨｚから数十ＭＨｚまでの周波数成分を持ち、したがって送信器に全ての行に関する信号を持つ。したがって、パルス列が同一のフィルタバンクを通って上述のものへと進み、受信した列信号のシヌソイドを検知する場合、その後、フィルタバンク出力はそれぞれ行上に送信され得る１つのシヌソイドを包含する。
【００３８】
＜透明なディスプレイ表面＞
人がＣＧおよびＣＧＩ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｎｄ  ｉｍａｇｅｒｙ）とインタラクトすることができるように、タッチ面がコンピュータディスプレイに統合されるのが望ましい場合もある。正面投影が不透明なタッチ面に使用され、背面投影が透明なものに使用され得る一方で、現代の平面パネルディスプレイ（ＬＣＤ、プラズマ、ＯＬＥＤ等）は一般的に、タッチ面が透明であることを要求する。一実施形態では、現在の技術における行および列は、信号がそれらに沿って伝搬することを可能にし、それらの信号に対して導電性である必要がある。一実施形態では、現在の技術の行および列は、無線周波数信号がそれらに沿って伝搬することを可能にし、導電性である必要がある。
【００３９】
行と列の導電性が不十分な場合、行／列に沿った単位長さ当たりの抵抗は、低域フィルタを形成するために単位長さ当たりの静電容量と合体し：一端に適用される高周波信号は、不良導体に沿って伝搬するにつれて実質的に減じられる。
【００４０】
視覚的に透明な導体は市販で入手可能である（例えばインジウムスズ酸化物またはＩＴＯ）が、透明度と導電性のかね合いは、本明細書に記載される低レイテンシのタッチセンサーのいくつかの実施形態に望まれ得る周波数にとって問題となる：ＩＴＯが特定の長さにわたって特定の望ましい周波数を支持するのに十分な厚みであれば、いくつかの用途にとって透明度が不十分である場合もある。一実施形態では、行および／または列は、高い導電性と光学的透明度を有するグラフェンおよび／またはカーボンナノチューブから、完全に、または少なくとも部分的に形成されてもよい。
【００４１】
一実施形態では、行および／または列は、それらの後ろにあるディスプレイをほとんど遮断することのない、１以上の細いワイヤから形成されてもよい。一実施形態では、細いワイヤは細過ぎて確認することができず、または少なくとも細すぎてその後ろのディスプレイを見る際に視覚的な妨げを提示することがない。一実施形態では、透明なガラスまたはプラスチック上に模様をつける（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ）細い銀のワイヤが、行および／または列を作り上げるために使用され得る。そのような細いワイヤは、行／列に沿って優れた導体を作り出すのに十分な断面を有する必要があるが、そのようなワイヤは、本用途に適切なように、下にあるディスプレイをほとんど遮断しないだけ十分に細く、および十分に拡散していることが（背面ディスプレイには）望ましい。一実施形態では、細いワイヤの太さは、下にあるディスプレイのピクセルのサイズおよび／またはピッチに基づいて選択される。
【００４２】
一例として、新しいＡｐｐｌｅ  Ｒｅｔｉｎａディスプレイは、１インチあたり約３００ピクセルを含み、それは片側に約８０ミクロンのピクセルサイズをもたらす。一実施形態では、約１０オームの抵抗性を有する、長さ２０センチメートル（ｉＰａｄディスプレイの長さ）の２０ミクロン直径の銀のワイヤは、行および／または列として、および／または本明細書に記載される低レイテンシのタッチセンサーにおける行および／または列の一部として、使用される。しかしながら、そのような２０ミクロン直径の銀のワイヤは、Ｒｅｔｉｎａディスプレイにわたって引き伸ばされると、ピクセルの全体のラインの２５％までを遮断し得る。従って、一実施形態では、複数のより細い直径の銀のワイヤが、列または行として使用されてもよく、それは適切な抵抗を維持し、および無線周波数の表皮深さの問題に関して許容可能な応答を提供することができる。そのような複数のより細い直径の銀のワイヤは、直線ではなく、むしろある程度不規則なパターンで置くことができる。より細いワイヤの無作為または不規則なパターンは、さほど視覚的な邪魔にならないだろう。一実施形態では、細いワイヤのメッシュが使用される；メッシュの使用は、パターニングにおける製造の欠陥に対するロバスト性を含む、ロバスト性を改善させる。一実施形態では、より細いワイヤが、適切なレベルの抵抗と、無線周波数の表皮深さの問題に対する許容可能な応答とを維持するのに十分な導電性を有する場合、１つのより細い直径のワイヤが列または行として使用され得る。
【００４３】
以下に使用されるように、記載の便宜上、用語「送信導体」と「受信動態」が使用される。送信導体は、例えば信号発生器から信号を運ぶ行または列であり得る。この点で、本明細書で使用される「導体」は、導電体だけでなく、信号が流れる他の経路も含む。受信導体は、タッチ事象が受信導体の近くで生じた時にタッチ事象の結合から生じる信号を運び、およびタッチ事象が受信導体の近くで生じなかった時にタッチ事象の結合から生じる信号を運ばない、行または列であり得る。一実施形態では、受信器／信号プロセッサは、タッチ事象の（正または負の）結合の結果としての経時的な変化を信号する、受信導体へ送信された直交シグナルの各々に関連する１つ以上の量を測定する。１つ以上の量の測定は、タッチ事象の特定を可能にする。一実施形態では、受信器／信号プロセッサは、ＤＳＰ、フィルタバンク、またはそれらの組合せを含んでもよい。一実施形態では、受信器／信号プロセッサは、直交信号に対応するバンドを提供するコムフィルタである。
【００４４】
行と列の交点に近接した任意のタッチ事象が、列にある行信号と行にある列信号の両方を変化させるゆえ、一実施形態では、対応する行または列の片われを持たない列または行の信号は低減または拒否される場合がある。一実施形態では、列の受信器／信号プロセッサにおいて受信された行信号は、対応する列信号が対応する行の受信器／信号プロセッサにおいて受信される場合に、タッチ事象の位置を特定し、またはタッチ事象を特定するのに使用される。例えば、列Ｃの行Ｒから検知された信号は、列Ｃの送信信号もまた行Ｒで検知される場合にのみ、タッチ事象により引き起こされたと考えられる。一実施形態では、列Ｃと行Ｒは、他の行と列の信号に直交しおよび互いに直交する信号を、同時に送信する。一実施形態では、列Ｃと行Ｒは同時に信号を送信しないが、むしろ各々が割り当てられた時間区分で信号を送信する。そのような実施形態では、信号は、同じ時間区分において送信された他の信号からの周波数または符号の直交性のみを必要とする。
【００４５】
例示されるように、一実施形態では、行と列の両方に対して直交信号を生成するために１つの信号発生器を使用してもよく、および行と列の両方からの受信信号を処理するために１つの信号プロセッサを使用してもよい。一実施形態では、１つの信号発生装置は行信号の生成に特化し、および別個の信号発生器が列信号の生成に特化している。一実施形態では、複数の信号発生器は行信号の生成に特化し、および別個の複数の信号発生器は列信号の生成に特化している。同様に、一実施形態では、１つの信号プロセッサは行信号の処理に特化し、および別個の信号プロセッサが列信号の処理に特化している。一実施形態では、複数の信号プロセッサは行信号の処理に特化し、および別個の複数の信号プロセッサは列信号の処理に特化している。
【００４６】
一実施形態では、各行と各列は信号に関連付けられてもよく、および行または列の各々に関連付けられた信号は、全ての他の行または列の信号に対して固有かつ直交である。そのような実施形態では、全ての行と列の信号を同時に「送信する」ことが可能な場合もある。設計または他の制約が要求される場合、または１つの行および列につき１未満の信号を使用することが望ましい場合、時分割多重化を使用してもよい。
【００４７】
２０１５年１月２２日に出願された米国特許出願第１４／６０３，１０４号、「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｏｓｓｉｂｌｅ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｏｒ」に開示されたように、システムと方法は、タッチセンサーが他のコンピュータシステムコンポーネントからの妨害電磁雑音または望まれない外部信号に最も近接する場合であってさえも、そのような誤った読取または雑音の読取を低減または除去し、および高い信号対雑音比を維持することを可能にする。この方法は、センサーの総電力消費を減らすべく、所定の時点で、タッチセンサーの選択部分または全表面領域を統制する信号変調スキームを、動的に再構成するために使用することができ、その一方で並列性、レイテンシ、サンプルレート、ダイナミックレンジ、感知粒状度などの観点からセンサーの全体的な性能を最適化することができる。その出願の全開示が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００４８】
＜高速マルチタッチの後処理＞
例えば上述の手順を使用して、各列の各行から信号強度を計算した後、結果として生じる２−Ｄの「ヒートマップ」またの名を「マトリックス」を使用可能なタッチ事象に変換するために、後処理が行われる。一実施形態では、そのような後処理は、以下の４つの手順の少なくともいくつかを含む：フィールド平坦化、タッチポイント検知、補間、およびフレーム間のタッチ点の整合。フィールド平坦化の手順は、行と列の間のクロストークを取り除くためにオフセットレベルを減じ、および減衰により特定の行／列の組み合わせの間の振幅の差を補う。タッチ点の検知手順は、平坦化された信号の極大値を見出すことにより、粗いタッチ点を計算する。補間の手順は、粗いタッチ点に関連したデータを放物面に適合させることにより、細かいタッチ点を計算する。フレームの整合手順は、フレームにわたり計算されたタッチ点を互いに一致させる。以下に、４つの手順の各々を順に説明する。各処理工程について、実装と、可能な不良モードと、結果の例がさらに開示される。非常に低いレイテンシを必要とするがゆえに、処理工程は最適化され、および平行処理されねばならない。
【００４９】
フィールド平坦化手順は、各列の受信信号強度においてアーチファクトを引き起こす系統的な問題を減らすために使用されてもよい。一実施形態では、これらのアーチファクトは以下のように補われてもよい。最初に、行と列の間のクロストークのために、各行／列の組み合わせに関する受信された信号強度はオフセットレベルを経験することになる。良好な近似値になるまで、このオフセットレベルは不変であり、および減算（または加算）され得る。
【００５０】
次に、与えられた行と列の交点において較正されたタッチにより列で受信された信号の振幅は、大抵は行と列に沿って伝搬するにつれて信号が減衰するがゆえに、特定の行と列に依存することになる。信号がより遠くに移動するにつれてさらに減衰されるため、送信器から遠くにある列と受信器から遠くにある行は、それらの片われよりも「ヒートマップ」における信号強度が低くなる。行と列のＲＦ減衰が少ない場合、信号強度差は些細なものであり、補償はほとんどまたは全く必要とされない。減衰が多い場合、補償が必要とされ得る、またはタッチ検知の感度あるいは品質を改善し得る。通常、受信器で測定された信号強度は、列に送信された信号の量と一直線になると予測される。したがって、一実施形態では、補償は、ヒートマップにおける各位置を、特定の行／列の組み合わせに対して一定した較正に掛けることを含む。一実施形態では、測定または評価は、ヒートマップの補償テーブルを測定するために使用されてもよく、その表は、乗算によって補償を提供するために同様に使用され得る。一実施形態では、較正の作業は、ヒートマップの補償テーブルを作り出すために使用される。本明細書で使用されるように用語「ヒートマップ」は、熱の実際のマップを要求しないが、むしろ位置に対応するデータを含む少なくとも二次元の任意のアレイを意味し得る。
【００５１】
典型的な実施形態では、全フィールド平坦化手順は次のとおりである。何も面にタッチすることなく、最初に各列の受信器における各行の信号に関する信号強度を測定する。タッチが無いので、受信された実質的に全ての信号がクロストークによるものである。測定された値（例えば、各列で見出される各行の信号の量）は、ヒートマップにおいてその位置から減じられる必要のあるオフセットレベルである。その後、一定のオフセットが減じられることで、行／列の交点に較正されたタッチ物体を配置し、およびその列の受信器におけるその行の信号の信号強度を測定する。一実施形態では、行／列の交点はすべて較正のために用いられる。信号プロセッサは、タッチ事象をタッチ面上の１つの位置の値へ標準化するように構成されてもよい。最も強い信号を持つ思われる位置、すなわち送信器と受信器に最も接近した行／列の交点を、恣意的に選択することができる（これは最小の減衰を経ることに起因する）。この位置で較正されたタッチ信号の強度がＳＮであり、および各行と列に関する較正されたタッチ信号の強度がＳＲ，Ｃであり、そしてヒートマップにおける各位置に（ＳＮ／ＳＲ，Ｃ）を掛けると、全てのタッチ値は標準化される。一実施形態では、較正されたタッチによって、ヒートマップにおける任意の行／列に関して標準化された信号強度は１に等しくなる場合もある。
【００５２】
フィールド平坦化手順は十分に並列処理を行う。一旦、オフセットと標準化のパラメータが測定され、および保存されると、それは１回だけ行えばよいが（または場合によってはメンテナンス間隔で再度行う）、各信号強度が測定されるとすぐに補正が適用され得る。図２は、フィールド平坦化手順の実施形態を示す。
【００５３】
一実施形態では、各行／列の交点の較正は、規則的または選択されたメンテナンス間隔で要求される場合がある。一実施形態では、各行／列の交点の較正は、１単位につき１回要求され得る。一実施形態では、各行／列の交点の較正は、１設計につき１回要求され得る。一実施形態では、およびとりわけ、例えば行と列のＲＦ減衰が少ない場合、各行／列の交点の較正は全く必要とされない場合もある。さらに、行と列に沿った信号減衰が十分に予測できない実施形態では、少数の交点の測定値からのみの全表面を較正可能であり得る。
【００５４】
タッチ面が多くの減衰を経ると、フィールド平坦化手順は、少なくともある程度まで測定値を標準化するが、いくらかの副作用を有する場合もある。例えば、その標準化の定数が大きくなるにつれ、各測定値に対する雑音が増加する。これは、より低い強度およびより多くの減衰に対して、タッチ点の検知と補間プロセスに誤差と不安定性を生じさせ得ることが、当業者には明白であろう。したがって、一実施形態では、最大の減衰を受ける信号（例えば、最も遠い行／列の交点）に十分な信号強度が提供される。一実施形態では、ヒートマップが生成され、およびフィールドが平坦化された後に、タッチポイントを特定可能である。
【００５５】
＜センサーの信号対雑音比を増大させるための、感知の複製の使用＞
タッチセンサーはさらに、タッチセンサー内の干渉や他の雑音の影響を減らすために多くの技術を利用することができる。例えば、ＦＤＭを使用するタッチセンサーの実施形態では、タッチセンサーは行ごとに複数の周波数を使用することができ、その結果、たとえセンサーがどの周波数ビンが干渉にさらされることになるかを予測することができなくても、センサーは複数の方法で各行（または列）を測定し、および雑音の最も少ない測定値（あるいは測定値の組み合わせ）を測定し、そしてそれらを使用することができる。
【００５６】
測定が干渉によって影響されたかどうかを決定するのが困難な場合、タッチセンサーは、投票用の複数の測定を用いる投票方式または類似する統計学的な方法を採用することができ、それによって、どの測定を廃棄または保持すべきかを判定し、および信号対雑音＋干渉比を最大限にしてユーザー体験を向上させるために、保持すべき測定値を統計学的かつ数学的に組み合わせる最良の方法を決定する。例えば、一実施形態では、干渉にさらされるＦＤＭタッチセンサーは、各行で３つの異なる周波数を送信し（周波数は十分に分離しているため、周波数間の干渉は統計的にありそうもない）、および結果を測定することができる。その後、３信号中の２信号同時（ｔｗｏ−ｏｕｔ−ｏｆ−ｔｈｒｅｅ）投票方式を使用して、センサーは、どの周波数が干渉によりもっとも悪化したかを判定し、および最終測定での考察からその測定を取り除くか、または統計的にもっともらしい方法で残りの２つを組み合わせるか（センサーが干渉と雑音の統計についてのプライオリを「知っている」と仮定）、または雑音と干渉によるその悪化の統計的可能性による各周波数測定の影響を重んじて、統計的にもっともらしいやり方で３つすべてを含めてこれらを組み合わせる。
【００５７】
この方法において、タッチセンサーにより採用され得るいくつかの方法には、限定されないが以下が含まれる：
１．行ごとに複数の周波数を使用する。こうした周波数は同時に、または順に使用することができる。
２．行から列へ、および列から行への送信。これもまた、上記の複数の周波数の使用または変調スキームの他の組み合わせと組み合わせることができる。
３．ＦＤＭの上にＣＤＭＡを使用する、または変調スキームのいくつかの組み合わせを使用する。ＣＤＭＡ信号は、ＦＤＭ技術によって一般に使用されるものとは異なり、基本的には「不自然」なものであり、したがってコンピューターシステムの外部環境で自然に発生する様々な信号に対して、ＦＤＭ変調スキームよりも免疫があることに注目すべきである。
【００５８】
＜改良された信号検知＞
本開示の周波数分割変調タッチシステムは、タッチ面と接続して使用される。周波数分割変調タッチシステムは、タッチ事象が起きたかどうかを判定するために、受信信号の動力（または振幅）を判定しなければならない。動力と振幅には機能的関連または比例関係があり、これは一方が変化するともう一方も予測可能な挙動で変化することを意味する。動力は通常、対象の周波数においてＦＦＴの実数成分と虚数成分の二乗和をとることにより算出される。二乗和の演算には、推定される信号の動力を判定するために２つのスカラー乗法と加算を、続いて振幅を判定するための平方根命令を必要とする。
【００５９】
対象の信号の位相が知られている場合、その振幅は、受信信号の既知の位相を有する単位ベクトルに沿った、その周波数における複素数のＦＦＴ出力を算出することにより、より高い信号対雑音比（ＳＮＲ）で推定することができる。この発見は、二乗和演算に通常含まれる雑音を除外し、それによって振幅推定のＳＮＲを高める。一実施形態では、二乗和演算に含まれる雑音の半分は除去され、結果として３ｄＢのＳＮＲ改善をもたらす。さらに、振幅推定の新規な方法は、推定される信号の振幅を判定するために２つのスカラー乗法と加算を使用して実現され得る。したがって、本明細書に開示される新規なアプローチを使用して、ＳＮＲおよび計算の有効性の両方が改良され得る。
【００６０】
いくつかの周波数における特定の信号の測定には２つの自由度がある；したがって、それは長さ２のベクトルである。これは振幅と位相として極座標で表現することができる（すなわち極性ベクトルの大きさおよび角度）が、さらに直角座標でも表現でき、および通常は「同相」と「直交」と命名される。図３を参照すると、同相表現と直角表現および振幅表現と位相表現の関係が示される。
【００６１】
当業者は、シヌソイドの位相は恣意的であり、なぜなら特定の基準点と時間に依存するからであることを理解するだろう。選択された基準点を考慮すると、コサイン信号は時間ｔ＝０の点において最大となり、その後、振幅における減少が起こる。サイン信号は時間ｔ＝０の点においてゼロになり、その後、振幅における増加が起こる。コサイン信号は完全に同相であり、これはベクトルがＸ軸に沿って存在することを意味する。サイン信号は完全に直交であり、これはベクトルがＹ軸に沿って存在することを意味する。いくつかの他の位相を有する信号は、同相と直交の成分の両方を有し、およびそのベクトルは軸の間に位置することになる。
【００６２】
極座標（ｒ、φ）とデカルト座標（ｘ、ｙ）との間の変換は以下のように行うことができる：
【００６３】
【数３】
2019523464.tif 000006
【００６４】
信号測定の位相が既知の場合、当業者は望ましい位相にベクトルを回転させることにより、それを異なる位相に変換することができる。極座標では、もとの位相に位相差を足すことができるので、これは重要ではない。デカルト座標では、回転マトリックスを、適切な位相差によってベクトルを回転させるために用いることができる。
【００６５】
【数４】
2019523464.tif 000007
式中、Δφは位相差であり、それによってベクトルが回転する。
【００６６】
ＦＦＴなどの離散的フーリエ変換の出力は複素数である。複素数は、二次元ベクトルを表わすための数学的利便性で用いられる。実数成分はｘまたはベクトルの同相分を表わし、および虚数成分はｙまたは直交成分を表わす。複素数はオイラーの公式により指数の形式で用いることができる：
【００６７】
【数５】
2019523464.tif 000008
位相項ｕと共に振幅項ｒを含むことができ、それは時にフェーザと呼ばれる：
【００６８】
【数６】
2019523464.tif 000009
指数の形式は、有用な方法でベクトルの２つを掛ける方法を提供する。
【００６９】
【数７】
2019523464.tif 000010
【００７０】
この式は、それぞれ振幅ｒとｓを伴い、およびそれぞれ位相角ｕとｖを伴う２つのベクトル（またはフェーザ）の積は、振幅ｒｓと位相角ｕ＋ｖを備えたベクトルである。
【００７１】
離散的フーリエ変換は、それらの入力におけるパターンと出力におけるパターンとの間に一定の関係を有する。具体的には、Ａ（ｆ）＝ＤＦＴ（ａ（ｔ））とすると：
【００７２】
【表２】
2019523464.tif 000011
【００７３】
２０１６年４月１４日出願の米国特許出願第１５／０９９，１７９号（その全開示が参照により本明細書に組み込まれる）に教示されるものなどの、ＦＤＭ基盤のタッチシステムでは、ＦＦＴの入力に適用される時間領域データ、ａ（ｔ）は実数であるが、それが偶数であるか奇数であるかの制限はない。二重になる部分を無視すると、周波数領域の出力は偶数および複素数である。出力周波数ビンＡ（ｆ）は実数成分（同相分またはｘ成分）および虚数成分（直交成分またはｙ成分）を含む。以下を用いて、該ビンにおける合計動力を計算することができる：
【００７４】
【数８】
2019523464.tif 000012
位相は、ＦＦＴの入力ビンａ（ｔ＝０）を参照して：
【００７５】
【数９】
2019523464.tif 000013
【００７６】
本明細書に記載のタッチシステムは直接、送信信号を供給するため、および送信器と受信器が同じ刻時機構からの密集行進法で動いているため、各列受信器で見られるように、各行信号の位相は常に一定であるべきである。タッチセンサーへのタッチは行と列の間の結合に確かに影響し、および位相に効果を及ぼし得る。この効果は、本明細書の後の項において後述される。
【００７７】
＜雑音の効果＞
受信器は、列に存在する列信号を受信するために、列に関連付けられている。さらに、本明細書に記載されるタッチシステムの受信器は、意図的に送信された行信号だけでなく、雑音と干渉も受信する。雑音と干渉は付加的であり、行信号に依存せず、および各チャネルにおいて独立している。それは以下のようにモデル化することができる：
【００７８】
【数１０】
2019523464.tif 000014
式中、損なわれた信号
【００７９】
【数１１】
2019523464.tif 000015
は、意図的に生成された行信号
【００８０】
【数１２】
2019523464.tif 000016
と、雑音と干渉
【００８１】
【数１３】
2019523464.tif 000017
の和である。図４は、雑音と干渉
【００８２】
【数１４】
2019523464.tif 000018
によって損なわれた信号
【００８３】
【数１５】
2019523464.tif 000019
の寸描を示す。
【００８４】
雑音は、２つの異なる方法で信号を損なう。まず、
【００８５】
【数１６】
2019523464.tif 000020
と平行な
【００８６】
【数１７】
2019523464.tif 000021
の成分が振幅雑音、すなわちシヌソイド信号の振幅における変化、を引き起こす。次に、
【００８７】
【数１８】
2019523464.tif 000022
に垂直な
【００８８】
【数１９】
2019523464.tif 000023
の成分が位相雑音、すなわちシヌソイド信号の位相における変化、を引き起こす。平均では、雑音エネルギーの半分が振幅雑音に入り、もう半分が位相雑音に入ることに留意されたい。
【００８９】
上記は、高い信号対雑音比の場合にのみ、厳密に真であるといえる。
【００９０】
【数２０】
2019523464.tif 000024
の平行成分は常に振幅雑音に変換される一方で、垂直のものは主として位相雑音を加えるが、さらにいくつかの振幅雑音を加えることができる。
【００９１】
これは、図５から容易に理解される。図５では、全雑音が、損なわれていない信号と平行および垂直な成分に分けられることを示す。平行成分は原信号の振幅に誤差項を加え、したがって「振幅雑音」を引き起こす。垂直成分は原信号の位相に誤差項を加え、したがって「位相雑音」を引き起こす。垂直成分は、一定振幅の半径−その位相が変われると原信号はそれに沿って回転する−を正確にたどらないことに留意されたい。もし原信号の振幅と比較して垂直成分が小さくなければ、それも同様に振幅雑音の要因となることを意味する。
【００９２】
損なわれていない信号の振幅と比較して垂直成分が小さければ、それは一定振幅の半径をたどり、これは振幅雑音ではなく位相雑音を加えることになることを意味する。しかしながら、定曲率の半径から実質的に逸脱するほど十分に大きくなれば、それもまた位相雑音と共に振幅雑音の要因となるだろう。
【００９３】
＜ＦＤＭタッチシステムに関する含意＞
ＦＭＴなどの周波数分割多重化（ＦＤＭ）を使用するタッチシステムは上記のように相加性雑音と干渉を被りやすい。信号処理チェーンは通常、対象の各周波数における複素数の出力を提供するＦＦＴを計算し、および動力は実数成分と虚数成分の二乗の和をとることにより算出することができる。振幅を生み出すために、動力の平方根をとる必要があり、それは計算上費用がかかる。動力または振幅の算出は、位相情報の全てを放棄する。二乗和演算は次のとおりである：
【００９４】
【数２１】
2019523464.tif 000025
二乗和の大きさの演算はその平方根である：
【００９５】
【数２２】
2019523464.tif 000026
式中、φは、損なわれていない信号の位相角に対する、瞬間的な雑音ベクトルの位相角である。
【００９６】
既知の位相の演算は次のとおりである：
【００９７】
【数２３】
2019523464.tif 000027
式中、
【００９８】
【数２４】
2019523464.tif 000028
である。既知の位相の動力の演算はその二乗である：
【００９９】
【数２５】
2019523464.tif 000029
動力演算は、以下に留意することによって直接比較することができる。
【０１００】
【数２６】
2019523464.tif 000030
したがって、
【０１０１】
【数２７】
2019523464.tif 000031
【０１０２】
【表３】
2019523464.tif 000032
【０１０３】
２つのべき乗法間の差異はｎ２ｓｉｎ２φであり、これは常に非負である。したがって、既知の位相法によって算出された動力は常に、二乗和法によって算出されたそれよりも小さくなる。差異項は雑音変数ｎおよびφのみを含み、および信号変数ａを含まないため、差異は雑音でのみ構成され、およびその除去は測定値をａ２の真の値により近づける。
【０１０４】
大きさの演算も同様に比較することができるが、その結果は平方根ゆえにさほど明白ではない。
【０１０５】
【表４】
2019523464.tif 000033
【０１０６】
特定の形態では、
【０１０７】
【数２８】
2019523464.tif 000034
に等しい信号対雑音比変数γを導入することによって、信号対雑音比の逆数または１／ＳＮＲ、各々の方程式は以下の通りである：
【０１０８】
【数２９】
2019523464.tif 000035
【０１０９】
様々な形態を比較することができる。まず第１に時間平均であり、これは、すべてのサインとコサインの項を０に設定することによって判定することができる（しかし非電力形態にまずそれらを減じなければならないのでそれらの動力ではない）。
【０１１０】
【表５】
2019523464.tif 000036
【０１１１】
時間平均は測定信号のベースラインであり、そこからの偏差は無視する。既知の位相の動力測定値は、二乗和測定値の雑音寄与の半分のみを有し、したがって３ｄＢのＳＮＲ改良をもたらす。二乗和の大きさの時間平均は、バイアス項を有しており、および既知の位相測定値の時間平均よりも常に大きくなる。
【０１１２】
既知の位相演算は、既知信号に直交の雑音成分すなわち、
【０１１３】
【数３０】
2019523464.tif 000037
を無視することに留意されたい。その成分は雑音のみを含み、および原信号を全く含まず、したがってそれを含む有用性は０である。
【０１１４】
一実施形態では、雑音における３ｄＢの低減が平均であり、多数のサンプルにわたって積分されていたことに、さらに留意されたい。既知の位相多項式で算出された原信号の振幅の推定値は、二乗和多項式を使用した推定値とほぼ同じ雑音を有し得る（雑音ベクトルが原信号ベクトルと図らずも平行であった場合）、または雑音を全く有さない場合もある（雑音ベクトルが原信号ベクトルと図らずも垂直であった場合）。原信号位相が真に知られている限り、既知の位相多項式は二乗和多項式よりも低いＳＮＲを伴う結果を決して生み出さないだろう。
【０１１５】
時間平均されたベースラインからの偏差を判定するために、瞬時の演算を使用しなければならず、およびサインとコサインの項を省略することができない。代わりに、高ＳＮＲおよび低ＳＮＲ形態における演算が、各々への影響を確かめるために使用される。以下は、高ＳＮＲ形態の検討であり、ここではｎ＜ａしたがってγ＜１である。
【０１１６】
【表６】
2019523464.tif 000038
【０１１７】
さらにγ項がある場合、γ＜１、γ２＜γ  ａｌｌ  γ２項は省略することができる。しかしながらそのような省略後、二乗和多項式に対して既知の位相多項式を使用する利点はなく、逆もまた然りである。高ＳＮＲ形態では、これらの式はすべて等しく機能する。
【０１１８】
以下は、低ＳＮＲ形態の検討であり、ここではａ＜ｎしたがってγ＞１およびγ２＞γである。
【０１１９】
【表７】
2019523464.tif 000039
【０１２０】
低ＳＮＲ形態では、信号は消え去り、および雑音のみが残る。既知の位相多項式は、瞬時ベースでさえ、二乗和多項式より多くの雑音を生み出すことはなく、平均ベースでは雑音の半分のみを生み出す。瞬時ベースでは、既知の位相多項式は、時には二乗和多項式と同じ量の雑音を生み出し、および時には全く生み出さない。
【０１２１】
現実世界の応用では、ＳＮＲは両極の間のどこかにある。
【０１２２】
＜例示的実施形態＞
二乗和多項式を使用して原信号の動力を推定するために、特定のＦＦＴ出力ビンの複素数値およびＡ（ｆ）を用いて以下を算出する：
【０１２３】
【数３１】
2019523464.tif 000040
【０１２４】
推定される振幅は動力推定値の平方根である。
【０１２５】
一実施形態では、既知の位相多項式を用いて原信号振幅を推定するために、既知の位相が必要とされる。他の実施形態では、この情報は設計情報から得ることができ、またはタッチシステムから直接測定することができる。雑音および干渉が存在下する場合、特定のＦＦＴ出力の多くの値を平均する、または統計的に組み合わせるのが最もよい。一実施形態では、これは実数成分と虚数成分を別個に平均することによって行われてもよく、したがって既知の位相は以下の通りである：
【０１２６】
【数３２】
2019523464.tif 000041
【０１２７】
次に、既知の位相はその位相で単位ベクトルに変換される：
【０１２８】
【数３３】
2019523464.tif 000042
入力される複素数サンプルでこの単位ベクトルの点乗積をとると、その周波数における振幅の推定値が産出される：
【０１２９】
【数３４】
2019523464.tif 000043
【０１３０】
相応する動力推定値はＰＫＰ（ｆ）＝（ＹＫＰ（ｆ））２である。当業者によって理解されるであろうように、上記の点乗積演算は回転マトリックスによる乗算のための演算の半分であることに留意されたい。他の統計的な組み合わせが平均、例えば中央値または最頻値（ｍｏｄｅ）、または値の特性を反映する他の尺度、に代わって有用であり得ることが、本開示の観点から当業者には明白であろう。
【０１３１】
三角関数は埋込み型システム自体には必要とされないことに留意すべきである。少しでも必要な場合には、それらは前もって、設計時または較正時のいずれかにおいて計算され得る。実際、三角関数は全く必要でない場合もある。単位ベクトル
【０１３２】
【数３５】
2019523464.tif 000044
は、実数値と虚数値の単なる平均であり、次にそれは標準化される。埋込み型装置自体によって単位ベクトルが計算される必要がある場合（恐らくパワーオン較正間隔中に）、必要とされる最も高価な演算は標準化のための除算演算子である。除算演算子は、各行周波数に対して一回行われなければならず、およびその後に再度使用されることはない。
【０１３３】
＜非定信号位相＞
送信された位相が受信器に対して一定でない場合、センサー上のタッチは送信器と受信器との間に位相変化を引き起こし、または位相が不正確に測定され、その結果、原信号の位相が一定せず、またはそうでなければ演算で使用される「既知の」位相と一致しないだろう。
【０１３４】
しかしながら、小さな位相差は最終的な信号対雑音比にほとんど差異を生じさせない。雑音と信号との間の角度が相互に関連しないため、位相誤差は原信号のみに影響し、（平均）雑音には影響しないだろう。
【０１３５】
一実施形態では、既知の位相多項式を用いて、Δφの位相差は、ｃｏｓΔφによって受信される信号の振幅を低下させ、したがってｃｏｓ２Δφによってその動力を低下させるだろう。別の実施形態では、１０度の位相差は測定されたＳＮＲを０．１３ｄＢ低下させるだろう。他の実施形態では、３０度の差異はＳＮＲを１．２５ｄＢ低下させ、および４５度の差異はＳＮＲを３ｄＢ低下させるだろう。平均では、平均位相誤差が４５度を上回らない限り、既知の位相多項式の使用はＳＮＲの有利性を有するだろう。
【０１３６】
一実施形態では、送信信号の推定される振幅を計算するための既知の位相多項式の使用は、平均３ｄＢのＳＮＲ改良を提供し、他方で既存の二乗和多項式とほぼ同量の計算資源を要求する。振幅は平方根を計算する必要なく直接算出されるので、振幅の結果が動力の結果よりも好ましい場合、求められる資源はさらに少ない。
【０１３７】
実施形態では、要求される唯一の追加資源は、既知の信号位相の測定値であり、それは設計時に算出可能であり、または装置が作られた後に測定可能であり、および使用されるＦＦＴ周波数ビンあたり２つの記憶貯蔵位置の測定値である。各記憶位置は、−１から＋１の値にスカラーを保たなければならない。
【０１３８】
結果として得られる測定値はいずれも、動力の測定値、振幅の測定値であり得、または振幅の測定値に比例する。
【０１３９】
一実施形態では、タッチ検知器は、導電性材料の１つ以上の行と１つ以上の列、少なくとも１つの信号エミッタ、少なくとも１つの受信器、および少なくとも１つの信号プロセッサで構成される。
【０１４０】
いくつかの例示的実施形態では、行と列は導電性材料の行と列のマトリックス内に構成される。別の実施形態では、タッチ検知器は、第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタを含み、第１と第２の行コンダクタの経路が列コンダクタの経路と交差するように配置される。別の実施形態では、タッチ検知器は、少なくとも１つの第１の行コンダクタと少なくとも１つの第１の列コンダクタを含み、第１の行コンダクタの経路が第１の列コンダクタの経路と交差するように配置される。
【０１４１】
別の実施形態では、第１の行コンダクタと第１の列コンダクタは、第１の行コンダクタの経路が第１の列コンダクタの経路と交差するように配置される。付加的に、少なくとも１つの追加の行コンダクタが存在し、および少なくとも１つの追加の行コンダクタの経路が第１の列コンダクタの経路と交差するように配置される。付加的に、少なくとも１つの追加の行コンダクタは複数の追加の行コンダクタであり、および複数の追加の行コンダクタの各々は、各々の経路が第１の列コンダクタの経路と交差するように配置される。別の実施形態では、少なくとも１つの追加の列コンダクタの経路が、第１の行コンダクタの経路および少なくとも１つの追加の行コンダクタの経路と交差するように配置された、少なくとも１つの追加の列コンダクタが存在する。一実施形態では、少なくとも１つの追加の列コンダクタがあり、それは、少なくとも１つの追加の列コンダクタの経路が第１の行コンダクタの経路と交差するように配置される。別の実施形態では、少なくとも１つの追加の列コンダクタは複数の追加の列コンダクタであり、および複数の追加の列コンダクタの各々は、各々の経路が第１の行コンダクタの経路と交差するように配置される。別の実施形態では、少なくとも１つの追加の行コンダクタの経路が、第１の列コンダクタの経路および少なくとも１つの追加の列コンダクタの経路と交差するように配置された、少なくとも１つの追加の行コンダクタが存在する。
【０１４２】
既知の位相多項式は、限定されないが「発明の詳細な説明」の第１段落に記載された米国特許出願に開示された様々な方法および装置を含む特定のタッチセンサー技術と互換性があり、およびそれらに関連した使用において有利であり得る。
【０１４３】
本システムおよび方法は、周波数変換とヘテロダイン処理のための方法および装置のブロック図並びに操作上の例示を参照して上に記載される。ブロック図または操作上の例示の各ブロック、およびブロック図または操作上の例示のブロックの組み合せが、アナログまたはデジタルのハードウェアおよびコンピュータープログラム命令によって実施されうることを理解されたい。これらのコンピュータープログラム命令は、汎用コンピューターのプロセッサ、専用コンピューター、ＡＳＩＣ、または他のプログラム可能データ処理装置に提供され得、これにより、コンピューターのプロセッサまたは他のプログラム可能データ処理装置によって実行される命令が、ブロック図または操作ブロックまたはブロックで指定された機能／動作を実施する。いくつかの代替的な実装では、ブロック内に記される機能／動作は、操作上の例示に記される順序とは異なる順序で生じることもある。例えば、連続して示される２つのブロックは実際に、関与する機能／動作に応じて、実質的に同時に実行されるか、または時には逆の順序で実行されてもよい。
【０１４４】
本発明はその好ましい実施形態に関連して具体的に示され記載されているが、形態および詳細の様々な変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされてもよいことが、当業者によって理解される。
【図１】
2019523464.tif 000045
【図２】
2019523464.tif 000046
【図３】
2019523464.tif 000047
【図４】
2019523464.tif 000048
【図５】
2019523464.tif 000049
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月16日(2019.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンダクタの第１のセットとコンダクタの第２のセットを有するタッチ面との接続のための、信号対雑音比を改善したタッチ検知器であって、該タッチ検知器は：
複数の原信号の固有の信号をコンダクタの第１のセットの各々に送信するのに適した信号エミッタであって、複数の原信号の各々はそれぞれ初位相とそれぞれの周波数を有し、および原信号の各々は他の原信号の各々に直交する周波数である、信号エミッタ；
コンダクタの第２のセットに存在する信号を受信するための、コンダクタの第２のセットの各々に関連付けられた受信器；および、
信号プロセッサであって、
（ｉ）各々の受信した信号について、複数の原信号の各々のそれぞれの周波数に関する同相成分および直交成分の判定であって、同相成分および直交成分の各ペアがそれぞれの周波数で受信された信号の成分を反映するベクトルを定義する、判定；
（ｉｉ）対応するそれぞれの位相において各原信号を表す単位ベクトルと、判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することによるそれぞれの周波数の各々についての推定値の判定、および、
（ｉｉｉ）前記推定値に基づいてタッチ面でのタッチの特定、
に適した信号プロセッサ、を含む、タッチ検知器。
【請求項２】
信号プロセッサおよび受信器は同じコンポーネントの一部であることを特徴とする、請求項１に記載のタッチ検知器。
【請求項３】
複数の原信号のうちの１つの各初位相は、複数の原信号のうちの他の各初位相とは異なることを特徴とする、請求項１に記載のタッチ検知器。
【請求項４】
タッチ検知器であって、該タッチ検知器は：
第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタであって、指を接近させることによる静電容量の効果が、列コンダクタと、第１と第２の行コンダクタの少なくとも１つとの間の結合の変化を引き起こすように配置される、第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタ；
第１と第２の信号エミッタであって、第１の行コンダクタ上の第１の位相において第１の周波数を有する第１の信号、および第２の行コンダクタ上の第２の位相において第２の周波数を有する第２の信号を送信するのに適しており、第１と第２の信号の各々が互いに直交している、第１と第２の信号エミッタ；
列コンダクタに存在する信号を受信するために列コンダクタに関連付けられた受信器；
信号プロセッサであって、
受信された信号の第１と第２の周波数の同相成分と直交成分を判定し；
対応する第１の位相において第１の周波数を表す第１のベクトルと、第１の周波数の判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することにより第１の周波数の第１の推定値を判定し、
対応する第２の位相において第２の周波数を表す第２のベクトルと、第２の周波数の判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することにより第２の周波数の第２の推定値を判定し、
第１の推定値と第２の推定値に基づいてタッチを検知する、
のに適した信号プロセッサ、
を含む、タッチ検知器。
【請求項５】
第１の推定値と第２の推定値の少なくとも１つは振幅の推定値に比例することを特徴とする、請求項４に記載のタッチ検知器。
【請求項６】
信号プロセッサは１つ以上の信号プロセッサユニットを含み、１つ以上の信号プロセッサユニットの各々は：
受信された信号の第１と第２の周波数の同相成分と直交成分の判定；
対応する第１の位相において第１の周波数を表す第１のベクトルと、第１の周波数の判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することによる第１の周波数の第１の推定値の判定、
対応する第２の位相において第２の周波数を表す第２のベクトルと、第２の周波数の判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することによる第２の周波数の第２の推定値の判定、
第１の推定値と第２の推定値に基づくタッチの検知、
の動作の少なくとも１つを行うのに適しており、
１つ以上の信号プロセッサユニットはすべて、前記動作の全てをまとめて行う、
ことを特徴とする、請求項４に記載のタッチ検知器。
【請求項７】
タッチ検知器であって：
第１の行コンダクタと第１の列コンダクタであって、第１の行コンダクタの経路が第１の列コンダクタの経路と交差するように配置される、第１の行コンダクタと第１の列コンダクタ；
第１の行コンダクタ上の第１の位相において第１の周波数を有する第１の信号を送信するのに適した信号エミッタ；
第１の列コンダクタに存在する信号を受信するために第１の列コンダクタに関連付けられた受信器；
信号プロセッサであって、
第１の列コンダクタ上で受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分の判定であって、同相成分および直交成分が第１の周波数で受信された信号の成分を反映するベクトルを定義する、判定、および、
第１の位相において第１の周波数を表す単位ベクトルと、判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することによる第１の周波数のタッチに関係する推定値の判定、
に適した信号プロセッサ、
を含むタッチ検知器。
【請求項８】
信号プロセッサは１つ以上の信号プロセッサユニットを含み、１つ以上の信号プロセッサユニットの各々は：
受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分の判定；および、
第１の位相において第１の周波数を表す単位ベクトルと、判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することによる第１の周波数のタッチに関係する推定値の判定、
の少なくとも１つの動作を行うのに適しており；および、
１つ以上の信号プロセッサユニットはすべて、両方の動作をまとめて行う、
ことを特徴とする、請求項７に記載のタッチ検知器。
【請求項９】
少なくとも１つの追加の列コンダクタをさらに含み、少なくとも１つの追加の列コンダクタの経路が第１の行コンダクタの経路と交差するように配置されることを特徴とする、請求項７に記載のタッチ検知器。
【請求項１０】
受信器は、少なくとも１つの追加の列コンダクタ上に存在する信号を受信するために、少なくとも１つの追加の列コンダクタに関連付けられ、および、
信号プロセッサは：
少なくとも１つの追加の列コンダクタ上で受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分の判定；
第１の位相において第１の周波数を表す単位ベクトルと、少なくとも１つの追加の列コンダクタ上で受信された信号について判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することによる第１の周波数のタッチに関係する別の推定値の判定、および、
タッチに関係する測定値およびタッチに関係する別の測定値に基づくタッチの特定、
にさらに適している
ことを特徴とする、請求項９に記載のタッチ検知器。
【請求項１１】
少なくとも１つの追加の列コンダクタは複数の追加の列コンダクタであり、および複数の追加の列コンダクタの各々は、各々の経路が第１の行コンダクタの経路と交差するように配置されることを特徴とする、請求項９に記載のタッチ検知器。
【請求項１２】
タッチ検知器上のタッチ情報を検知するための方法であって、
該タッチ検知器は、第１と第２の行コンダクタおよび少なくとも１つの列コンダクタであって、指を接近させることによる静電容量の効果が、列コンダクタと、第１と第２の行コンダクタの少なくとも１つとの間の結合の変化を引き起こすように配置される、第１と第２の行コンダクタおよび少なくとも１つの列コンダクタを含み、該タッチ検知器はさらに、少なくとも１つの列コンダクタに関連付けられた受信器と、少なくとも１つの信号プロセッサを含み、
該方法は：
第１と第２の信号をそれぞれ第１と第２の行コンダクタ上に送信する工程であって、第１の信号は第１の周波数および第１の位相にあり、および第２の信号は第２の周波数および第２の位相にあり、第１と第２の周波数は互いに直交する、工程と、
列コンダクタに存在する信号を受信する工程と、
受信された信号の第１の周波数の同相成分と直交成分を判定する工程であって、第１の周波数の同相成分および直交成分が第１の周波数で受信された信号の成分を反映する第１のベクトルを定義する、工程と、
第１の位相において第１の信号を表すベクトルと、第１のベクトルの点乗積を計算することにより第１の周波数の第１の推定値を判定する工程と、
受信された信号の第２の位相において第２の周波数の同相成分および直交成分を判定する工程であって、第２の周波数の同相成分および直交成分が第２の周波数で受信された信号の成分を反映する第２のベクトルを定義する、工程と、
第２の位相において第２の信号を表す第２のベクトルと、前記第２のベクトルの点乗積を計算することにより第２の周波数の第２の推定値を判定する工程と、
検知された推定値を反映するマトリックスを生成する工程と、
を含む方法。
【請求項１３】
タッチを判定するためにマトリックスを使用する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
タッチ検知器上のタッチ事象を検知するための方法であって、
該タッチ検知器は、第１と第２の行コンダクタおよび少なくとも１つの列コンダクタであって、指を接近させることによる静電容量の効果が、列コンダクタと、第１と第２の行コンダクタの少なくとも１つとの間の結合の変化を引き起こすように配置される、第１と第２の行コンダクタおよび少なくとも１つの列コンダクタを含み、該タッチ検知器はさらに、少なくとも１つの列コンダクタに関連付けられた受信器と少なくとも１つの信号プロセッサを含み、
該方法は：
第１と第２の信号をそれぞれ第１と第２の行コンダクタ上に送信する工程であって、第１の信号は第１の周波数および第１の位相にあり、および第２の信号は第２の周波数および第２の位相にあり、第１と第２の周波数は互いに直交する、工程；
列コンダクタに存在する信号を受信する工程；
受信された信号に存在する第１と第２の信号の各々の量の変化を判定する工程；および、
受信された信号に存在する第１と第２の信号の少なくとも１つの量の変化に基づいてタッチ事象を特定する工程を含み、
受信された信号に存在する第１と第２の信号の各々の量の変化を判定する工程が、
第１の時間に受信された信号中の第１の周波数の同相成分および直交成分を判定し、ならびに、第１の位相において第１の周波数を表す単位ベクトルと、第１の時間における受信された信号中の第１の周波数の判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することにより第１の周波数のタッチに関連する第１の推定値を判定する工程と、
第１の時間に受信された信号中の第２の周波数の同相成分および直交成分を判定し、ならびに、第２の位相において第２の周波数を表す単位ベクトルと、第１の時間における受信された信号中の第２の周波数の判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することにより第２の周波数のタッチに関連する第１の推定値を判定する工程と、
第２の時間に受信された信号中の第１の周波数の同相成分および直交成分を判定し、ならびに、第１の位相において第１の周波数を表す単位ベクトルと、第２の時間における受信された信号中の第１の周波数の判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することにより第１の周波数のタッチに関連する第２の推定値を判定する工程と、
第２の時間に受信された信号中の第２の周波数の同相成分および直交成分を判定し、ならびに、第２の位相において第２の周波数を表す単位ベクトルと、第２の時間における受信された信号中の第２の周波数の判定された同相成分および直交成分によって表されるベクトルの点乗積を計算することにより第２の周波数のタッチに関連する第２の推定値を判定する工程と、
第１の周波数のタッチに関連する第１の推定値を、第２の周波数のタッチに関連する第２の推定値と比較し、ならびに、第２の周波数のタッチに関連する第１の推定値を、第２の周波数のタッチに関連する第２の推定値と比較する工程であって、それによって、受信された信号に存在する第１の信号と第２の信号の各々の量の変化を判定する、工程、
を含む、方法。
【請求項１５】
タッチ検知器であって：
第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタであって、第１と第２の行コンダクタの経路が列コンダクタの経路と交差するように配置される、第１と第２の行コンダクタおよび列コンダクタ；
第１と第２の行コンダクタ各々の上の第１と第２の信号の１つを同時に送信するのにそれぞれ適した第１と第２の信号エミッタ；
互いに直交しない２つの信号の各々であって、位相と振幅の群から選択されたものにおいて第１の信号が第２の信号とは異なる、２つの信号の各々；
列コンダクタに存在する信号を受信するために列コンダクタに関連付けられた受信器；
信号プロセッサであって、
受信された信号における第１と第２の信号の組み合わせの同相成分と直交成分の判定であって、同相成分と直交成分が組み合わされたベクトルを定義する、判定、
その位相において２つの信号の１つに対応するベクトルと組み合わされたベクトルの点乗積を計算することによる２つの信号の少なくとも１つのタッチに関係する測定値の判定、および、
測定値を用いるタッチを反映するヒートマップの生成、
に適した信号プロセッサ、
を含むことを特徴とするタッチ検知器。
【国際調査報告】
2019523464.tif 000050
2019523464.tif 000051
2019523464.tif 000052